有限状态机FSM

原创已于 2022-05-30 18:05:25 修改 · 1.1k 阅读

3 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#后端

于 2022-05-22 16:14:42 首次发布

架构专栏收录该内容

60 篇文章

订阅专栏

本文详细介绍了如何在Go语言中使用looplab/fsm库实现有限状态机，通过门开闭案例展示了状态机的定义、状态转移、回调函数的使用，以及如何在实际项目中优化状态管理和解耦。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

关于状态机，以前写过用Go实现一个状态机，只是讲述了如何控制状态的流转，理论上不能算作完整的状态机。

一个完整的状态机其过程如下：发生一个event（事件）后，根据当前存在的状态（cur-state），决定执行的“动作”（action），并设置下一个状态号（transition）。

其中：

事件（Event）指的是在时间和空间上占有一定位置，并且对状态机来讲是有意义的那些事情。事件通常会引起状态的变迁，促使状态机从一种状态切换到另一种状态。
状态（State）指的是对象在其生命周期中的一种状况，处于某个特定状态中的对象必然会满足某些条件、执行某些动作或者是等待某些事件。
转换（Transition）指的是两个状态之间的一种关系，表明对象将在第一个状态中执行一定的动作，并将在某个事件发生同时某个特定条件满足时进入第二个状态。

这次我们看一下有限状态机及其实战。

FSM

定义

有限状态机（英语：finite-state machine，缩写：FSM）又称有限状态自动机，简称状态机，是表示有限个状态以及在这些状态之间的转移和动作等行为的数学模型。

FSM可以把模型的多状态、多状态间的转换条件解耦。可以使维护变得容易，代码也更加具有可读性，也更加艺术。

源码

样例

github上https://github.com/looplab/fsm，有1.8K Star，我们以这个开源项目为例，讲一下FSM的具体实现。此处用开门、关门为例，状态虽然很，但能很好的说明问题。

样例代码位置为：https://github.com/shidawuhen/asap/blob/master/controller/various/fsm.go

package main

import (
	"fmt"
	"github.com/looplab/fsm"
)

type Door struct {
	To  string
	FSM *fsm.FSM
}

func NewDoor(to string) *Door {
	d := &Door{
		To: to,
	}

	d.FSM = fsm.NewFSM(
		"closed",
		fsm.Events{
			{Name: "open", Src: []string{"closed"}, Dst: "open"},
			{Name: "close", Src: []string{"open"}, Dst: "closed"},
		},
		fsm.Callbacks{
			//指定状态
			"leave_closed": func(e *fsm.Event) { d.leaveClose(e) },
			"before_open":  func(e *fsm.Event) { d.beforeOpen(e) },
			"enter_open":   func(e *fsm.Event) { d.enterOpen(e) },
			"after_open":   func(e *fsm.Event) { d.afterOpen(e) },
			//通用状态
			"enter_state": func(e *fsm.Event) { d.enterState(e) },
		},
	)
	return d
}

func (d *Door) beforeOpen(e *fsm.Event) {
	fmt.Printf("beforeOpen, The door to %s is %s\n", d.To, e.Dst)
}

func (d *Door) enterOpen(e *fsm.Event) {
	fmt.Printf("enterOpen, The door to %s is %s\n", d.To, e.Dst)
}

func (d *Door) afterOpen(e *fsm.Event) {
	fmt.Printf("afterOpen, The door to %s is %s\n", d.To, e.Dst)
}

func (d *Door) leaveOpen(e *fsm.Event) {
	fmt.Printf("leaveOpen, The door to %s is %s\n", d.To, e.Dst)
}

func (d *Door) leaveClose(e *fsm.Event) {
	fmt.Printf("leaveClose, The door to %s is %s\n", d.To, e.Dst)
}

func (d *Door) enterState(e *fsm.Event) {
	fmt.Printf("The door to %s is %s\n", d.To, e.Dst)
}

func main() {
	door := NewDoor("heaven")
	fmt.Println("当前状态为：" + door.FSM.Current())

	err := door.FSM.Event("open")
	if err != nil {
		fmt.Println(err)
	}

	fmt.Println("当前状态为：" + door.FSM.Current())
	err = door.FSM.Event("close")
	if err != nil {
		fmt.Println(err)
	}
}

输出：

➜  myproject go run main.go
当前状态为：closed
beforeOpen, The door to heaven is open
leaveClose, The door to heaven is open
enterOpen, The door to heaven is open
The door to heaven is open
afterOpen, The door to heaven is open
当前状态为：open
The door to heaven is closed